Was ist Fluiddynamik?
Die Strömungsmechanik bezieht sich auf eine Unterkategorie der Wissenschaft der Strömungsmechanik, wobei die andere Unterkategorie die Strömungsmechanik ist. Während sich die Fluidstatik mit ruhenden Fluiden befasst, befasst sich die Fluiddynamik mit in Bewegung befindlichen Fluiden. Jede Materie in gasförmigem oder flüssigem Zustand kann als Flüssigkeit betrachtet werden. Die Fluiddynamik ist eine Disziplin mit vielen relevanten Anwendungen in unserer modernen Welt, insbesondere weil sie das Studium der Aerodynamik beinhaltet und auch einen Teil der Wettervorhersage ausmacht. Ein typisches Problem der Fluiddynamik kann Variablen wie Geschwindigkeit, Temperatur und Dichte umfassen.
Alle physikalischen Wissenschaften, einschließlich der Strömungsmechanik, unterliegen in erster Linie den Erhaltungsgesetzen. Diese besagen, dass die Gesamtmengen an Energie, Masse und linearem Impuls in einem geschlossenen System konstant bleiben und dass Energie und Masse weder erzeugt noch zerstört werden können. Dass sie Formen ändern können, ist wahr, aber sie können nicht verschwinden oder aus dem Nichts kommen. Diese Gesetze stellen einige der grundlegendsten Annahmen in der Wissenschaft dar.
Ein weiteres Prinzip der Fluiddynamik ist die Kontinuumsannahme, auch Kontinuumshypothese genannt. Es ist bekannt, dass Flüssigkeiten aus mikroskopisch kleinen, diskreten Partikeln bestehen. Diese Hypothese besagt jedoch, dass sie kontinuierlich sind und dass ihre Eigenschaften gleichmäßig variieren. Dies dient oft als hilfreiche mathematische Annäherung, obwohl es eine der grundlegenden Eigenschaften von Flüssigkeiten technisch ignoriert.
Vor der Erfindung von Motorflügen und Flugzeugen im 20. Jahrhundert wurde der Begriff Hydrodynamik häufig synonym mit Fluiddynamik verwendet, da der größte Teil der Strömungsmechanik der Untersuchung von Flüssigkeiten in Bewegung und nicht von Gasen in Bewegung gewidmet war. Als Flugreisen häufiger wurden, wurde es für diese Maschinen erforderlich, einen effizienteren Auftrieb bei minimalem Luftwiderstand zu erzielen und aufrechtzuerhalten. Der als Aerodynamik bezeichnete Forschungszweig machte dank der neuen Technologie, die zum Teil auch für Automobile mit dem Ziel einer höheren Kraftstoffeffizienz gilt, große Fortschritte.
Eine der wichtigsten Figuren in der modernen Aerodynamik war Octave Chanute. Neben der Zusammenstellung eines umfassenden Buches über Aerodynamik im späten 19. Jahrhundert unterstützte er die Gebrüder Wright persönlich beim Bau ihres berühmten Flugzeugs, mit dem 1903 der erste bemannte Motorflug durchgeführt wurde. Dies war wahrscheinlich auf diese Hilfe zurückzuführen ihr Ziel knapp vor dem nächstbesten Konkurrenten, Samuel Pierpont Langley.